Противообледенительные системы самолета

0

Образование во время полета на поверхности различных частей самолета ледяных наростов представляет большую опасность. Обледенение уменьшает подъемную силу самолета и увеличивает его лобовое сопротивление, мешает работе органов управления, ухудшает пилотам видимость, увеличивает вибрацию и нагрузку отдельных элементов планера. Вызывая увеличение потребной для полета мощности, обледенение приводит к снижению располагаемой мощности вследствие уменьшения проходного сечения воздухозаборников двигателей и значительных потерь скоростного напора воздуха, поступающего в двигатель.

Обледенение воздушного винта вызывает резкое уменьшение его коэффициента полезного действия. Вместе с тем нарушается весовая и аэродинамическая балансировка винта, приводящая к тряске двигателей. Тряска вызывает дополнительные динамические напряжения в конструкции самолета, а также неприятные физиологические воздействия на экипаж и пассажиров. Отрывающиеся от лопастей куски льда могут повредить обшивку фюзеляжа и крыла.

Поэтому эффективная защита самолета от обледенения является одной из важнейших задач и в настоящее время противообледенительные устройства на самолете являются обязательными.

Существуют два основных метода борьбы с обледенением — пассивный и активный.

Пассивный метод предусматривает вывод самолета из зоны обледенения. Вполне очевидно, что пассивный метод не может удовлетворить требований безопасности и регулярности полетов. Ак

тивные методы борьбы с обледенением по характеру воздействия можно разделить на механические, химические и термические.

Механические методы зашиты основаны главным образом на применении надувающихся резиновых протекторов, которые монтируются на передней кромке крыла и хвостового оперения. Внутри протекторы имеют продольные камеры, куда попеременно поступает сжатый воздух. Противообледенительное устройство включается в действие после образования льда на передней кромке. Вначале надувается центральный протектор и ломает лед, затем надуваются два остальных протектора и надломленный лед отрывается и сносится воздушным потоком.

Химический метод основан на применении различных веществ в виде жидкости или пасты, имеющих температуру замерзания ниже 0° С и способных в разных пропорциях с водой образовывать смесь, которая замерзает лишь при температуре значительно ниже 0° С.

Защищаемая часть самолета покрывается каким-либо пористым материалом, например специально обработанной кожей, металлокерамическим листом или прутком. Через поры этих элементов подается жидкость, которая растворяет лед. В некоторых случаях защищаемая поверхность обливается антиобледенительной жидкостью.

В результате сцепление между льдом и поверхностью профиля уменьшается и отложившийся лед сдувается воздушным потоком. Этот метод применяется как для устранения, так и для предупреждения обледенения. Жидкостью, применяемой в таких противообледеннтельных устройствах, может быть спирт, спирто-глицериновые смеси и др.

Химические методы борьбы с обледенением нашли широкое применение в противообледенительных устройствах стекол фонаря кабины пилотов и воздушных винтов.

Термические системы могут применяться как для предупреждения, так и для устранения обледенения. Работа термических противообледенительных устройств основана на нагреве защищаемой поверхности самолета до температуры, исключающей возможность ее обледенения.

В зависимости от способа защиты поверхностей самолета различают электротермические и воздушно-тепловые противообледенительные системы. Во-первых, в качестве источника тепла используют электричество, во-вторых — теплый воздух, воздух, смешанный с отработавшими газами, или одни отработавшие газы. Электротермический способ защиты от обледенения позволяет подавать тепло в защищаемой поверхности с перерывами. При этом методе допускается образование небольшого количества льда на поверхности, после чего к этой поверхности подается тепло, лед подтаивает и сдувается воздушным потоком. После удаления льда обогрев прекращается, температура понижается и лед образуется вновь; этот процесс повторяется через определенный промежуток времени.

В этом случае стекание воды назад можно совершенно исключить, что позволяет ограничить площадь обогрева зоной оседания воды. При цикличном обогреве расход энергии на обогрев в несколько раз меньше, чем при обогреве непрерывного действия.

Защищаемые от обледенения поверхности обычно разбивают на отдельные секции. Секции имеют симметричное расположение на левой и правой частях крыла и оперения. Последовательное и симметричное подключение нагревательных элементов секций дает значительную экономию потребляемой противообледенительными устройствами электрической энергии, так как вместо одновременного обогрева всех секций обогревается в каждый данный момент времени лишь часть. На крыле и оперении, кроме периодически включаемых секций, могут быть непрерывно обогреваемые в условиях обледенения участки, такие, как места стыка секций и передние кромки, с которых лед не может быть сброшен аэродинамическими силами.

Противообледенительный носок крыла и оперения представляет собой многослойную конструкцию, спрессованную на синтетическом клее, состоящую из внешней и внутренней обшивки, между которыми размещены два стеклотканевых слоя электроизоляции и нагревательный элемент. Каждый нагревательный элемент состоит из двух латунных контактных шин (плюсовой и минусовой), к которым подпаяна сетка из константановой проволоки диаметром 0,12— 0,15 мм. Конструкция нагревательных элементов лопастей винтов (рис. 138) и обтекателей втулки винтов подобна конструкции нагревательных элементов крыла. Обогреваемый участок лопасти винта обычно составляет 15—20% хорды и 50—75% длины лопасти. Защита от обледенения концов лопастей не нужна вследствие нагрева их от трения воздуха и больших центробежных сил, срывающих образовывающиеся частицы льда.

Надежную защиту от обледенения обеспечивают системы, использующие горячий газ или воздух.

С внедрением на самолетах газотурбинных двигателей получен мощный источник тепла, используемого в противообледенительной системе (рис. 139).




 


Источниками тепла являются воздух, отводимый от компрессоров двигателя, или отработавшие газы, отбираемые из входа в турбину или из реактивного сопла; кроме того, возможен подогрев воздуха в теплообменнике, установленном вокруг реактивного сопла. Каждый из вышерассмотренных способов обеспечения энергии может оказать отрицательное влияние на летные характеристики самолета вследствие уменьшения тяги, увеличения расхода топлива или увеличения веса. Анализ ухудшения летных данных самолета в результате применения той или иной системы получения тепловой энергии показал, что система отвода воздуха от компрессора двигателя является более приемлемой. К достоинствам такой системы относятся также простота конструкции и использование чистого воздуха без примесей продуктов сгорания. Чистота воздуха имеет важное значение с точки зрения избежания коррозии трубопроводов и конструкции самолета исключает, отравление пассажиров и экипажа.

 


Используемая литература: "Основы авиации" авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

 

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Категория: Рефераты / Авиация

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.